腦(nǎo)機接口新技術問世 殘疾人(rén)變身藝術家

2017-09-27

     假如你由于神經退行性疾病或者脊髓神經受傷等狀況受困,雖然你仍然能夠思考、夢想和(hé)感覺到情緒,但是你卻無法表達出來(lái),這(zhè)将是一種非常痛苦的(de)感覺。數十年來(lái),研究人(rén)員(yuán)一直在探索腦(nǎo)機接口(簡稱BCI)如何爲殘疾人(rén)提供幫助,讓他(tā)們隻使用(yòng)思維就能恢複一些能力。

  最近幾年腦(nǎo)機接口技術已經讓殘疾人(rén)恢複了(le)部分(fēn)能力,比如說寫信息、發送郵件、上網和(hé)控制智能家居,甚至可(kě)以移動機動輪椅。在2010年德國的(de)一個(gè)研究團隊使用(yòng)人(rén)機接口技術,讓患有肌萎縮側索硬化(huà)症(簡稱ALS)的(de)人(rén)首次實現了(le)大(dà)腦(nǎo)繪畫(huà),有效的(de)展現了(le)殘疾藝術家的(de)創造力。

  現在奧地利的(de)一個(gè)神經工程師團隊已經拓展了(le)人(rén)機接口技術的(de)藝術潛能,打造出首款能通(tōng)過大(dà)腦(nǎo)控制的(de)音(yīn)樂(yuè)創作程序。研究人(rén)員(yuán)首先在一群健康志願者身上進行了(le)測試,結果他(tā)們不僅能夠複制音(yīn)樂(yuè)旋律而且能夠準确進行音(yīn)樂(yuè)創作。

  格拉茨科技大(dà)學神經工程研究院的(de)負責人(rén),研究的(de)首席作者Gernot Müeller-Putz稱:“大(dà)腦(nǎo)繪畫(huà)項目讓我受到啓發,而且ALS患者非常滿意它的(de)效果,許多(duō)人(rén)都成爲了(le)藝術家。他(tā)們開畫(huà)展并且賣出自己的(de)作品。爲何這(zhè)項技術不能用(yòng)于音(yīn)樂(yuè)領域呢(ne)?”

  其它的(de)腦(nǎo)機接口能夠讓你借助大(dà)腦(nǎo)播放音(yīn)樂(yuè),但最新的(de)腦(nǎo)機接口技術并非使用(yòng)腦(nǎo)電波調整音(yīn)樂(yuè)的(de)音(yīn)調,而是能夠通(tōng)過一系列個(gè)體化(huà)的(de)字符或者命令完成任何操作。腦(nǎo)機接口技術能夠讓你一個(gè)字母一個(gè)字母的(de)拼寫單詞,或者選擇漆刷的(de)大(dà)小和(hé)繪畫(huà)的(de)色彩。同樣,Müeller-Putz認爲它也(yě)能夠用(yòng)于選擇特定的(de)音(yīn)樂(yuè)音(yīn)符以及音(yīn)符的(de)音(yīn)調來(lái)創作一段樂(yuè)譜。

  腦(nǎo)機接口技術的(de)研究已經經曆了(le)20年,這(zhè)項技術建立在一種特别強烈的(de)大(dà)腦(nǎo)信号基礎上,也(yě)就是P300大(dà)腦(nǎo)信号。這(zhè)種腦(nǎo)電波是由佩戴在頭上的(de)一種泳帽狀腦(nǎo)電波裝置記錄下(xià)來(lái)的(de),由于每個(gè)人(rén)的(de)大(dà)腦(nǎo)都存在差異,這(zhè)系統需要校準來(lái)準确讀取每個(gè)人(rén)的(de)腦(nǎo)電波狀态。

  在校準時(shí),測試者會盯著(zhe)一台屏幕上顯示6X6個(gè)字母排列的(de)電腦(nǎo)。當他(tā)們盯著(zhe)屏幕時(shí),一系列的(de)随機閃光(guāng)會在排列中閃現。每一次閃光(guāng)出現時(shí),測試者的(de)大(dà)腦(nǎo)都會産生一種特定的(de)腦(nǎo)電波反應。根據每次閃光(guāng)出現的(de)位置,他(tā)們的(de)腦(nǎo)電波會出現輕微的(de)差異。一旦校準完成,測試者就開始嘗試使用(yòng)大(dà)腦(nǎo)思維選擇屏幕上的(de)個(gè)體字符,而閃光(guāng)還(hái)将繼續。Müeller-Putz稱,這(zhè)種方法的(de)目的(de)是爲了(le)讓你的(de)注意力集中在需要的(de)字符上。

  Müeller-Putz從1999年就開始探索人(rén)機接口技術,他(tā)聲稱:“腦(nǎo)機接口技術背後的(de)計算(suàn)機算(suàn)法會根據腦(nǎo)電波的(de)差異計算(suàn)出它代表的(de)是哪一行哪一列,并且識别測試者所選擇的(de)字符。”借助大(dà)腦(nǎo)選擇字符是一個(gè)緩慢(màn)的(de)過程,但是很容易學習(xí)。在試驗中,一群新手在第一次測試中就能夠以88%的(de)準确度拼寫單詞。他(tā)們也(yě)成功将流行歌(gē)曲《Alouette》的(de)音(yīn)符複制下(xià)來(lái),25個(gè)音(yīn)符耗費了(le)他(tā)們21分(fēn)鐘(zhōng)時(shí)間。

  研究人(rén)員(yuán)也(yě)邀請了(le)一位專業的(de)音(yīn)樂(yuè)家來(lái)進行測試。他(tā)對(duì)歌(gē)曲《Alouette》的(de)抄寫準确度達到了(le)更高(gāo)的(de)93.6%,但卻耗費了(le)20分(fēn)鐘(zhōng)時(shí)間。但是他(tā)更加适合于進行自由的(de)音(yīn)樂(yuè)創作,他(tā)能夠在14分(fēn)鐘(zhōng)内完成26個(gè)音(yīn)符的(de)旋律創作,速度是非專業人(rén)士的(de)兩倍。Müeller-Putz解釋稱,速度并非是最大(dà)的(de)問題,因爲這(zhè)項技術所針對(duì)的(de)人(rén)群并不擁有像我們這(zhè)樣的(de)急速生活方式。

  研究團隊最初的(de)實驗表明(míng),以P300腦(nǎo)電波爲基礎的(de)腦(nǎo)機接口技術能夠用(yòng)于音(yīn)樂(yuè)創作。研究團隊下(xià)一步計劃在殘疾個(gè)體身上進行測試,并且收集他(tā)們的(de)實驗結果。Müeller-Putz稱,他(tā)們的(de)長(cháng)期目标是将目前筆記本搭載的(de)系統轉變成某種小到足以适用(yòng)于智能手機的(de)系統。這(zhè)是将這(zhè)項技術帶入家庭和(hé)并進入那些想要分(fēn)享自己音(yīn)樂(yuè)的(de)人(rén)們手中的(de)最佳方式。(過客)

      文章(zhāng)來(lái)源:網易科技

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